Millised elektrilised süvapumbad vastuvad korrosioonile olmevees?

Korrosioonikindlad materjalid elektrilisteks süvapumbadeks olmevees

Roostevaba teras vs. valuterask vs. polümeer korpused: tegeliku kasutuse jõudlus anaeroobses olmevees

Rojale on kanalisatsioonisüsteemides väga populaarne, kuna sellel on enesetervendav kroomioksiidi kiht, mis muudab kõige rohkem vahe, kui tuleb silmitsi abrasiivsete tahkisega, mis pidevalt kriimustavad pumbapinna. Võtke näiteks 316L roostevaba terast. See suudab taluda vesiniksulfiidi taset umbes 50 osa miljoni kohta piirkondades, kus hapnikku on vähe, mis vähendab rikkeid umbes kahe kolmandiku võrra võrreldes tavapärase valuteraga. Valuterast on esmapilgul odavam, kuid sel on probleem. Selle mikroskoopiline struktuur on tihti täis pisikesi aukusid, mis kinni püüavad korrosiivseid aineid, põhjustades aja jooksul sügavusi ja muud kohalikud kahjustused. Siis meil on polümeerid, nagu polüpropüleen. Need suudavad suhtuda üsna hästi enamikku keemiliste ainete vastu, kuid hakkavad pehmenema ja painduma, kui temperatuur tõuseb üle 60 kraadi Celsiuse. See piirab nende kasutamist kohtades, kus on suured koormused või kus temperatuur kõigub palju. Vaadates, mis tegelikult toimub omavalitsuse seadmetes, siis epoksiga kaetud valuterask kestab tavalistes kanalisatsioonitingimustes umbes kolm kuni viis aastat. Duplexroostevaba teras kestab samal ajal üle kümne aasta, mis majanduslikult mõttekaks teeb, hoolimata suuremast algsetest kuludest, kuna see säästab pikas perspektiivis raha.

Miks on Duplex ja Super Duplex roostevabad terased optimaalsed rasketes tingimustes töötavateks elektriliseks submersible pumbadeks

Duplex (UNS S32205) ja superduplex (UNS S32750) klassi roostevabast terasest koosnev austeniitne ja ferriitne struktuur annab neile ligikaudu kaks korda suurema tugevuse võrreldes tavapärase 316L roostevabaga. See muudab need eriti sobivaks nendeks keerulisteks elektriliseks süvapumbadeks, mis töötlevad päevas üle 100 tonni tahke ainet. Eriliselt silmapaistev on nende tasakaalustatud sisemise struktuuri võime takistada kloriidide põhjustatavat pingekorroosiooni (CISCC). Selline kahjustus on tegelikult üks peamisi põhjuseid, miks seadmed riknevad rannikualadel või aladel, kus leidub soolakat vett. Superduplex versioon ulatub veelgi kaugemale umbes 3–4 protsendise molübdeeni sisaldusega, mis toimib kaitsekilemina mikroobse korrosiooni eest, mida põhjustavad sulfaatreduzeerivad bakterid. Praktilised testid jäätmete keskkonnas näitavad, et need erilised sulamid võivad piirata asendusi umbes 70% võrra rasketes tingimustes. Samuti on nende keevitusomadused piisavad, et välitingimustes remont oleks praktiliselt teostatav, eriti oluline osade puhul nagu imbriga, mis kogu käigu jooksul kannavad suurt mehaanilist koormust.

Epoksiidiga kaetud pudrunaas ja hübriidpolümeerid: tasakaalustades maksumust, elukestvust ja ühilduvust elektriline süvapumba konstruktsiooniga

Epoksiiga kaetud valugejumetall jääb paljude rakenduste jaoks eelisvõimaluseks, eriti kuna need sulamikinnitusega pinnakatted loovad pH-tasemete vahemikus 4 kuni 10 tõhusa kaitsekihi umbes 250 kuni 500 mikroni paksust. Probleemid tekivad siis, kui need pinnakatted hakkavad lagunema aladel, kus on suur mehaaniline koormus, näiteks impellerlõhkuja lähedal. Sellisel juhul ilmneb sageli galvaaniline korrosioon avatud metalli ja alles jäänud pinnakatte vahel. Alternatiivide hulgas eristuvad hübridsüsteke, nagu PVDF-ga tugevdatud kiudarmeeritud polümeer (FRP), sest need on keemiliselt vastupidavamad ja umbes 40 protsenti kergemad traditsioonilistest metallsetest variantidest. See kaaluerinevus lihtsustab paigaldamist ja vähendab tugikonstruktsioonidele mõjuvat koormust. Mõned uued disainid sisaldavad nüüd ohveranoodi, mis on otse polümeerist tehtud voluutidesse ehitatud, ja on näidanud, et seadmed võivad töötada usaldusväärselt umbes kaheksa aastat isegi kergelt korrosioonilises olmevee keskkonnas. Elektriliste sügavurpumpade materjalide valimisel peavad insenerid arvestama, kuidas erinevad komponendid omavahel toimivad. Mootori tihendid peavad sobima omavahel, hüdraulilised koormused tuleb arvesse võtta ning ka soojuse haldamine muutub väga oluliseks. Vastasel korral võivad ajapikku tekkida probleemid, nagu delamineerimine või kavitatsiooni tekitatud kahjustused.

Kuidas kanalisatsioonikeemia kiirendab korrosiooni elektrilistes süvapumbades

Kanalisatsioonikeskkond suurendab korrosiooni kolme omavahel seotud teguri tõttu:

Korrosiivne triloog: madal lahustunud hapnik, pH kõikumine ja sulfiidi tootvad biofilmid

Kanalisatsioonikeemia rünnab elektrilisi süvapumpes sünergeetiliste keemiliste, elektrokeemiliste ja bioloogiliste mehhanismide kaudu:

• Madal lahustunud hapnik (DO <1 mg/L) soodustab anaeroobseid tingimusi, kus sulfaatreduveeruvad bakterid (SRB) paljunevad ja teisendavad sulfaate vesiniksulfiidiks (H₂S)
• PH kõikumine , mis sageli langeb alla 6,5, suurendab H₂S lenduvust ja kiirendab elektrokeemilisi reaktsioone – torujuhtede rikkeanalüüsid näitavad, et iga 0,5 ühiku pH-langus kahekordistab korrosioonikiiruse
• Sulfiidi oksüdeerivad biofilmid muundavad H₂S väävelhappeks, tekitades lokaliseeritud happelised tsoonid, mille pH võib olla nii madal kui 1–3 ning mis murdvad passiivsed oksiidsihid

Nende kolme teguri kombineerumine viib selle tuntud mikrobioloogiliselt mõjutatud korrosiooni (MIC), mis on põhjustanud umbes 20 protsenti kõigist torujuhtmete katkemistest üle maailma. Elektrilised süvapumbad on eriti haavatavad MIC-probleemide suhtes. Näeme pooride teket metallist osades, tihendite kiiremat lagunemist happeainete tootmise tõttu ning juhtiva elusfilmide teket mootori keerdudes, mis võivad tõsiselt häirida isoleerimisomadusi. Olukord halveneb, kui sulfaadi sisaldus vees ületab 200 mg liitri kohta. Korrosioon kiireneb kolmest viieni korda võrreldes tavapärase reoveega. Temperatuuril on samuti oluline roll. Iga viie kraadi Celsiuse kohta üle 20-kraadise piiri korrosioonikiirus tõuseb ligikaudu 30%. See muudab palju praktilistes rakendustes.

Edasijõudnud insenerilahendused, mis pikendavad elektriliste süvapumpade eluiga korrosivees reovetes

Hermeetiliselt suletud mootorid inerts-gaasi täitetega ja kahekordsete mehaaniliste tihenditega

Täielikult suletud mootorid, mis on täidetud lämmastikuga, takistavad siseosade kokkupuudet korrosiivse olmeveega, mis on eriti oluline hapnikuvaba keskkonnas, kus metallid lagunevad kiiremini madala hapnikutaseme tõttu. Neis mootorites on kaks mehaanilist tihendit, mis toimivad varukaitsetena vesiniksulfidi tungimise ja kahjulike killustike sattumise vastu, mis võivad aja jooksul põhjustada kahjustusi. Reaalsetes katsetes on selgunud, et need eripumbad kestavad umbes kolm korda kauem kui tavalised pumbad anaeroobsete olmevee tingimuste korral. Samuti aitab lämmastik tegelikult kaasa soojuse ülekandele, nii et mootor säilitab stabiilse temperatuuri isegi pikaajalise pideva töö ajal.

Integreeritud katoodkaitse ja strateegiline ohveranoodi paigutus

Katoodne kaitse aitab peatada elektrokeemilise korrosiooni, mis mõjutab pumpade vees olevaid osi. Kui paigaldame tsingi- või magneesiumkatoodid, hakkavad need esimesena korrodeeruma, kaitstes olulisi roostevabast terasest komponente, nagu pumpade vardad, kinnituskonsolidid ja rõngased voluumi ümber. Nende kaitsevahendite paigutamine ligemale kohtadele, kus kuluminen on kõige sagedasem – näiteks impellerilehed ja väljundavaldused – teeb suure erinevuse. Mõned uuringud reoveepuhastustehaste korrosiooniprobleemide kohta näitavad, et see meetod vähendab materjali kadu nendes kohtades kaks kolmandikku. Uuem põlvkond elektriliselt süvapeapumpe on varustatud anduritega, mis jälgivad katoodide kulumist ajas. See annab hooldusteenistusele märku, millal tuleb katoodid vahetada enne ootamatut riket, hoides kogu pumbasüsteemi silutas ja tõhusas töös ilma kallite seiskamisteta.